人教版物理选修3—2第四章 第六节 自感及互感 课件

1、第六节第六节 互感和自感互感和自感第四章第四章 电磁感应电磁感应在法拉第的实验中两个线圈并没在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个闭合线圈中会产生变化时，在另一个闭合线圈中会产生感应电流。感应电流。1. 当一个线圈中电流变化，在临近的另一个线圈当一个线圈中电流变化，在临近的另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象中中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。产生的感应电动势，称为互感电动势。一、互感现象一、互感现象2. 互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈互感现象不仅发生于

2、绕在同一铁芯上的两个线圈之间，且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。之间，且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。3. 利用互感现象，可以把能量利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电子技术中因此，互感现象在电子技术中有广泛的应用。有广泛的应用。 演示实验演示实验1 A1、A2是是规格完全一样的灯泡。闭合电规格完全一样的灯泡。闭合电键键S，调节变阻器，调节变阻器R，使，使A1、A2亮度相同，再调节亮度相同，再调节R1，使两灯，使两灯正常发光，然后断开开关正常发光，然后断开开关S。重。重新闭合新闭合S，观察到什么现象？，观察到什么现象？ 现

3、象现象 灯泡灯泡A2立刻正常发光，跟线圈立刻正常发光，跟线圈L串联的灯串联的灯 泡泡A1逐渐亮起来。逐渐亮起来。分析分析 电路接通时，电流由零开始增加，穿过线电路接通时，电流由零开始增加，穿过线 圈圈L的磁通量逐渐增加，的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电流的方中产生的感应电流的方向与原来的电流方向相反，阻碍向与原来的电流方向相反，阻碍 L中电流增加，即中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。推迟了电流达到正常值的时间。1. 由于导体本身的电流发生变化而产生由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。的电磁感应现象，叫自感现象。二、自感现象二、自感现象2. 自感现象中产生的电动

4、势叫自感电动势。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。自感电动势的作用：自感电动势的作用：注意：注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流，电流原来怎么变化还是怎么变，只是对电流的变化原来怎么变化还是怎么变，只是对电流的变化起阻碍作用。起阻碍作用。阻碍导体中电流的变化。阻碍导体中电流的变化。演示实验演示实验2接通电路，待灯泡接通电路，待灯泡A正正常发光。然后断开电路，观常发光。然后断开电路，观察到什么现象？察到什么现象？现象现象 S断开时，断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。灯突然闪亮一下才熄灭。思考与讨论思考与讨论1. 电源断开时，通过线圈电源断开时，通过线圈L的电流减小，的电流减小，这时会出

5、现感应电动势。感应电动势的作用是这时会出现感应电动势。感应电动势的作用是使线圈使线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些？中的电流减小得更快些还是更慢些？2. 产生感应电动势的线圈可以看做一个电产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途径流动？提供的感应电流将沿什么途径流动？3. 开关断开后，通过灯泡的感应电流与原开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？来通过它的电流方向是否一致？4. 开关断开后，通过灯泡的感应电流是否开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？有可

6、能比原来的电流更大？三、自感电动势和自感系数三、自感电动势和自感系数1. 1. 自感电动势的大小：自感电动势的大小：BnStE 自nt 即：自感电动势的大小与电流的变化率成正比。即：自感电动势的大小与电流的变化率成正比。inkStiLt 其中其中L叫自感系数，简称自感或电感。叫自感系数，简称自感或电感。2. 2. 自感系数自感系数 L简称自感或电感简称自感或电感: :（2）决定线圈自感系数的因素：决定线圈自感系数的因素：iLtE自（1）国际单位：国际单位：常用单位：毫亨（常用单位：毫亨（m H） 微亨微亨（H）亨利亨利，简称亨，符号简称亨，符号 H。线圈越长，横截面积越大，匝数越多，自感系数就

7、越线圈越长，横截面积越大，匝数越多，自感系数就越大。另大。另 外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯 时大得多。时大得多。自感现象中的能量转化自感现象中的能量转化(1)接通电路时，由电能转化为线圈的接通电路时，由电能转化为线圈的磁场能，电流稳定后线圈中就储存有一定磁场能，电流稳定后线圈中就储存有一定的磁场能；的磁场能；(2)断电时，线圈的自感电动势把原储断电时，线圈的自感电动势把原储存在线圈内的磁场能转化为电能用以维持存在线圈内的磁场能转化为电能用以维持这个闭合回路中保持一定时间的电流。这个闭合回路中保持一定时间的电流。四、磁场的能量四、磁场的能量3. 3

8、. 自感现象的利用和防止自感现象的利用和防止(1)自感线圈的作用自感线圈的作用 a. 电能转化为磁场能储存起来，将储存电能转化为磁场能储存起来，将储存 的磁场能转化为电能；的磁场能转化为电能； b. 当当L很大，产生很大，产生E自自，增大电路的瞬时，增大电路的瞬时 电压；电压； c. 自感线圈可以延续电流的变化时间，起自感线圈可以延续电流的变化时间，起 到一定的稳压限流作用到一定的稳压限流作用课堂训练课堂训练1. 演示自感的实验电演示自感的实验电路图如右图所示，路图如右图所示，L是电感是电感线圈，线圈，A1、A2是规格相同是规格相同的灯泡，的灯泡，R的阻值与的阻值与L的直的直流电阻值相同。当开

9、关由流电阻值相同。当开关由断开到合上时，观察到的自感现象是断开到合上时，观察到的自感现象是_比比_先亮，最后达到同样亮。先亮，最后达到同样亮。SR1LA1A2RA2A12. 上图中，电阻上图中，电阻R的的电阻值和电感电阻值和电感L的自感系数的自感系数都很大，但都很大，但L的直流电阻值的直流电阻值很小，很小，A1、A2是两个规格是两个规格相同的灯泡。则当电键相同的灯泡。则当电键S闭闭合瞬间，合瞬间，_比比_先亮，最后先亮，最后_比比_亮。亮。课堂训练课堂训练SR1LA1A2RA2A1A1A23. 如图所示的电路中，如图所示的电路中，D1和和D2是两个相同的小灯泡，是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与线圈，其阻值与R相同。在相同。在电键接通和断开时，灯泡电键接通和断开时，灯泡D1和和D2亮暗的顺序是亮暗的顺序是( )A. 接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭B. 接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭C. 接通时接通时D1先达最亮，断开时先达最亮，断开时D2后灭后灭D. 接通时接通时D2先达最亮，断开时先达最亮，断开时D1后灭后灭课堂训练课堂训练ASRLD1D24. 如图所示，如图所示，L为自感系数较大的线圈，为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开